Question

开关电源的全桥、半桥、推挽，各个优缺点是什么？

各自有哪些特点？

Answer 1

半桥的，变压器磁芯双边磁化，磁芯利用率高；开关管承受电压为电源电压，适合高电压场合使用；利用分压电容很容易解决直流偏磁现象；原边存在电压短路危险。
全桥的，变压器原边只有一个线圈，但是双边磁化，其利用率高，变压器原边的工作电压为输入电源电压，有直流偏磁现象（产生原因是在扰动发生时，线圈正反两方向磁密不等，因而对开关管参数一致性要求更高），原边有电压短路的危险性。
推挽的，优点是变压器线圈双边磁芯，磁芯利用率高，变压器可以做得体积更小，器件承受电压能力高。

Answer 2

推挽变换器
基本电路
特点： 1、变压器磁芯双边磁 化磁芯，磁芯利用率高， 变压器体积可减小； 2、器件承受电压高。
推挽变换器
基本工作原理
1. 有续流二极管时
推挽变换器
2. 无续流二极管时
隔离型拓扑结构
全桥变换器 Full-bridge Converter
全桥变换器
基本电路
特点: 1. 变压器原边一个线圈,但双边磁化,变压器利用率高; 2. 变压器原边工作电压为输入电源电压; 3. 存在直流偏磁问题; 4. 原边存在电压短路的可能性.
全桥变换器
基本工作原理
全桥变换器
偏磁问题
铁心偏磁是由于加在电感或变压器线圈的 正、反两个方向的V - s 面积不等所造成的。 当电感或变压器线圈加以交变电压时, 铁 心内磁链满足的方程

如果u 是对称方波, 磁链是对称锯齿波。 正、负半周磁链的变化量分别为

如果u 的幅度或宽度受到扰动, 造成正、 反两方向V - s 面积不等, 即∆ψ+≠∆ψ- ， 磁密的摆动范围就会产生漂移。
全桥变换器
当偏磁严重时, 铁心必将进入深度饱和, 造成磁化电流剧增,可能损坏 功率管。引起正、反两方向V - s 面积不等的具体原因有: ①功率管 开关速度的差异; ②功率管通态压降不同; ③各路信号传输延迟不同。 全桥电路抑制偏磁的方法是在主变压器一次回 路中串入电容器。电容能自动消除正、反两个 方向V - s 面积的差异。举例说, 若VT1 、VT4 的通态压降比VT2 、VT3 的通态压降小, 造成 VT1 、VT4 开通时V - s 面积比VT2 、VT3 开通 时V - s 面积要大,则在电容两端建立起左“ + ” 右“ - ”的电压VC ,使得VT1 、VT4 开通时加在 变压器一次侧的电压为( E - VC - V1、4) , 而VT2 、 VT3 开通时加在变压器一次侧的电压为( E + VC - V2、3) (其中V1、4 、 V2、3为VT1 、VT4 和VT2 、 VT3 的通态压降) , 直到两个方向的V - s 面积相 等, VC 便稳定下来。

半桥变换器 Half-bridge Converter
半桥变换器
基本电路
特点: 1. 变压器磁芯双边磁化磁芯，磁芯利用率高; 2. 开关管承受的电压为电源电压，可在电源电压较高的场合 应用; 3. 分压电容C1和C2有助于消除变压器的直流偏磁; 4. 原边存在电压短路的可能性.